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Eletrônica-A
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A grande maioria dos equipamentos eletrônicos emprega transformadores, seja como elevador ou rebaixador de tensões. Veja alguns transformadores. Quando uma bobina é conectada a uma fonte de CA surge um campo magnético variável ao seu redor. Aproximando-se outra bobina à primeira o campo magnético variável gerado na primeira bobina “corta” as espiras da segunda bobina. 110VCA 220VCATRANSFORMADOR 110VCA220VCA TRANSFORMADOR CAMPO MAGNÉTICO VARIÁVEL TENSÃO APLICADA ���������� �� � ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 6 4 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Como conseqüência da variação de campo magnético sobre suas espiras surge na segunda bobina uma tensão Induzida. A bobina na qual se aplica a tensão CA é denominada de primário do transformador e a bobina onde surge a tensão induzida é denominada de secundário do transformador. A bobina do transformador em que se aplica uma tensão CA é denominada de primário e a bobina em que surge uma tensão induzida é denominada de secundário. � É importante observar que as bobinas primárias e secundárias são eletricamente isoladas entre si. A transferência de energia de uma para a outra se dá exclusivamente através das linhas de força magnética. � O primário e o secundário de um transformador são eletricamente isolados entre si. A tensão induzida no secundário de um transformador é proporcional ao número de linhas magnéticas que corta a bobina secundária. Por esta razão, o primário e o secundário de um transformador são montados sobre um núcleo de material ferromagnético. TENSÃO APLICADA TENSÃO INDUZIDA TENSÃO APLICADA TENSÃO INDUZIDA PR IM ÁR IO SE C U N D ÁR IO ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... 6 5 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 O núcleo diminui a dispersão do campo magnético, fazendo com que o secundário seja cortado pelo maior número de linhas magnéticas possível, obtendo uma melhor transferência de energia entre primário e secundário. As próximas figuras ilustram o efeito provocado pela colocação do núcleo no transformador. Com a inclusão ao núcleo o aproveitamento do fluxo magnético gerado no primário é maior. Entretanto surge um inconveniente: o ferro maciço sofre grande aquecimento com a passagem do fluxo magnético. Para diminuir este aquecimento utiliza-se ferro silicoso laminado para a construção do núcleo. NÚCLEO DE FERRO PRIMÁRIO SECUNDÁRIO CA 20V CA 20V A A B B TENSÕES IGUAIS MESMAS BOBINAS PEQUENA TENSÃO INDUZIDA MAIOR TENSÃO INDUZIDA PRIMÁRIO SECUNDÁRIO NÚCLEO FERRO SILICOSO LAMINADO ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 6 6 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Com a laminação do ferro se reduzem as “correntes parasitas” responsáveis pelo aquecimento ao núcleo. Correntes parasitas são também chamadas de correntes de Focault. � O núcleo de um transformador é laminado para reduzir as correntes parasitas que provocam o seu aquecimento. A laminação não elimina o aquecimento, mas reduz sensivelmente em relação ao ferro maciço. A próxima figura mostra os símbolos empregados para representar o transformador, segundo a norma ABNT. Os traços colocados no símbolo entre as bobinas do primário e secundário indicam o núcleo de ferro laminado. O núcleo de ferro é empregado em transformadores que funcionam em baixas freqüências (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz). Transformadores que funcionam em freqüências mais altas (KHz) geralmente são montados em núcleo de FERRITE. A figura mostra o símbolo de um transformador com núcleo de ferrite. PRIMÁRIO PRIMÁRIO SECUNDÁRIO SECUNDÁRIO PRIMÁRIO SECUNDÁRIO ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 6 7 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Transformadores com mais de um secundário É possível construir transformadores com mais de um secundário, de forma a obter diversas tensões diferentes. Este tipo de transformador é muito utilizado em equipamentos eletrônicos. RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO A aplicação de uma tensão CA ao primário de um transformador resulta no aparecimento de uma tensão induzida no seu secundário. Aumentando-se a tensão aplicada ao primário, a tensão induzida no secundário aumenta na mesma proporção. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 6 8 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Verifica-se através dos exemplos das figuras acima que, no transformador tomado como exemplo, a tensão do secundário é sempre a metade da tensão aplicada no primário. A relação entre as tensões no primário e secundário depende fundamentalmente da relação entre o número de espiras no primário e secundário. Num transformador com primário de 100 espiras e secundário de 200 espiras a tensão no secundário será o dobro da tensão no primário. A relação existente entre o número de espiras do primário (Pr) e Secundário (Sec) chama-se relação de transformação. O assunto “relação de transformação” vai ajudá-lo, no futuro, a compreender o cálculo do número de espiras. Veja como encontrar a relação de transformação, dado o número de espiras. Significa que: Para cada duas espiras ao primário deve haver uma espira no secundário. A relação de transformação também pode ser encontrada, dada a tensão. 1.000 500 RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = n° de espiras do Pr n° de espiras do Sec RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = 2 1 ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 6 9 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Veja este exemplo e compare-o com a relação de transformação anterior: Portanto Para cada espira do primário deve haver duas espiras do secundário. Agora, vamos aplicar o que foi estudado, apresentando um problema onde usaremos a relação de transformação. Analise o nosso problema: No transformador de 220V no primário e 22V no secundário, que foi desmontado, o secundário contava com 30 espiras, mas, não foi possível contar o número de espiras do primário, porque estava muito queimado. Vamos resolvê-lo, da seguinte forma: Sabemos as tensões: no primário 220V e no secundário 22V. Com relação 10:1, você vai poder calcular o número de espiras do primário. Calculando RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = volts Pr volts do Sec 220 V X : ESPIRAS 22 V 30 ESPIRAS ENTÃO, = 10 220 22 N° DE ESPIRAS DO SECUNDÁRIO X RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = N° DE ESPIRAS 30 X 10 = 300 300 ESPIRAS DO PRIMÁRIO 110 220 RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO = 1 2 ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 0 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Tipos de transformador quanto a relação de transformação Quanto a relação de transformação os transformadores podem ser classificados em três grupos: � transformador elevador � transformador rebaixador � transformador isolador Transformador elevador Denomina-se transformador elevador todo o transformador com uma relação de transformação menor que 1 (NF < NS) Devido ao fato de que o número de espiras do secundário é maior que do primário, a tensão do secundário será maior que a do primário. A próxima figura mostra um exemplo de transformador elevador, com relação de transformação de 1:1,5 Se uma tensão de 100VCA for aplicada ao primárioa tensão no secundário será de 150V (100 x 1,5 = 150). Transformador rebaixador É todo o transformador com relação de transformação maior que 1 (NF > NS). TRANSFORMADOR ELEVADOR N S > N P V S > V P ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 1 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Neste tipo de transformadores a tensão no secundário é menor que no primário. A próxima figura mostra um exemplo de transformador rebaixador, com relação transformação de 5:1 Neste transformador aplicando-se 50VCA no primário a tensão no secundário será 10V (50 x 0,2 = 10). Os transformadores rebaixadores são os mais utilizados em eletrônica, para rebaixar a tensão das redes elétricas domiciliares (110V. 220V. para tensões da ordem de 6V, 12V, 15V) necessárias para os equipamentos. Transformador isolador Denomina-se de isolador o transformador que tem uma relação de transformação (NS = NP). Como o número de espiras do primário é igual ao secundário, a tensão no secundário é igual a tensão no primário. A próxima figura mostra um exemplo de transformador isolador. Este tipo de transformador é utilizado para isolar eletricamente um aparelho da rede elétrica. TRANSFORMADOR ISOLADOR N S = N P V S = V P ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 2 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Os transformadores isoladores são muito utilizados em laboratórios de eletrônica para que a tensão presente nas bancadas seja eletricamente isolada da rede, ou em circuitos eletrônicos onde se deseja uma isolação elétrica total. RELAÇÃO DE POTÊNCIA NOS TRANSFORMADORES O transformador é um dispositivo que permite modificar os valores de tensão e corrente em um circuito de CA. Na realidade, o transformador recebe uma quantidade de energia elétrica no primário, transforma em campo magnético e converte novamente em energia elétrica disponível no secundário A quantidade de energia absorvida da rede elétrica pelo primário do transformador é denominada de potência do primário, representada pela notação Pp. Admitindo-se que não existam perdas por aquecimento do núcleo, pode-se concluir que toda a energia absorvida no primário está disponível no secundário. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 3 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 A energia disponível no secundário é denominada de potência do secundário Ps. Se não existem perdas pode-se afirmar: A potência do primário depende da tensão aplicada e da corrente absorvida da rede: A potência do secundário é produto da tensão e corrente no secundário: Considerando o transformador como ideal pode-se então escrever. Esta equação permite que se determine um valor ao transformador se os outros três forem conhecidos. A seguir estão colocados dois exemplos de aplicação da equação. Exemplo 1 Um transformador rebaixador de 110V para 6V deverá alimentar no seu secundário uma carga que absorve uma corrente de 4,5A. Qual será a corrente no primário? POTÊNCIA DO PRIMÁRIO P P = V P . I P POTÊNCIA DO SECUNDÁRIO P S = V S . I S V S . I S = V P . I P RELAÇÃO DE POTÊNCIAS NO TRANSFORMADOR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 4 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Exemplo 2 Um transformador elevador de 110V para 600V absorve, no primário, uma corrente de 0,5. Que corrente está sendo solicitada nos secundários? Relação em transformadores com mais de um secundário Quando um transformador tem apenas um secundário a potência absorvida pelo primário é a mesma fornecida no secundário (considerando que não existe perda por aquecimento). Quando existe mais de um secundário a potência absorvida da rede pelo primário é a soma das potências fornecidas em todos os secundários. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 5 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 RELAÇÃO DE FASE ENTRE AS TENSÕES DO PRINCÍPIO E DO SECUNDÁRIO A tensão no secundário de um transformador é gerada quando o fluxo magnético variável do primário corta as espiras do secundário. Como a tensão induzida é sempre oposta a tensão indutora, conclui-se que a tensão no secundário tem sentido contrário a do primário. Isto significa que a tensão no secundário está defasada, 180o da tensão no primário, ou seja, quando a tensão no primário aumenta num sentido a tensão no secundário aumenta no sentido oposto. Ponto de referência Considerando-se a bobina do secundário de um transformador ligado a CA observa-se que a cada momento um terminal é positivo e o outro é negativo. Após algum tempo existe uma troca de polaridade. O terminal que era positivo torna-se negativo e vice- versa. DURANTE UM SEMICICLO DURANTE OUTRO SEMICICLO ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 6 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Nos equipamentos eletrônicos é comum um dos terminais dos transformadores ser utilizado como referência, sendo ligado ao terra do circuito. Neste caso o potencial do terminal “aterrado” é considerado como sendo 0V, não apresentando polaridade. Isto não significa que não ocorra a troca de polaridade no secundário do transformador. Em um semiciclo da rede o terminal livre é positivo com relação ao terminal de referência que está aterrado. No outro semiciclo da rede o terminal livre é negativo com relação ao potencial de referência. Transformador com derivação central no secundário Os transformadores com derivação central no secundário (Center Tape) encontram ampla utilização em eletrônica. PRIM SEC “0V” OU TERRA POSITIVO EM RELAÇÃO AO TERRA “0V OU TERRA” NEGATIVO EM RELAÇÃO AO TERRA “0V” OU TERRA PRIMÁRIO SECUNDÁRIO DERIVAÇÃO CENTRAL ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 7 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Na maioria das utilizações o terminal central é utilizado como referência, sendo ligado ao terra do circuito eletrônico. Durante o funcionamento deste tipo de transformador ocorre uma formação de polaridades bastante singular. Num dos semiciclos da rede um dos terminais livres do secundário tem potencial positivo com relação a referência e o outro terminal tem potencial negativo. Observa-se que a inversão de fase (180o) entre primário e secundário cumpre-se perfeitamente. No outro semiciclo há uma troca entre as polaridades dos extremos livres do transformador, enquanto o terminal central permanece a 0V. Verifica-se novamente a existência da defasagem de 180o entre primário e secundário. - Em um transformador em que o secundário disponha de uma derivação central pode-se conseguir instantaneamente tensões negativas e positivas. Para isso utiliza-se o terminal central como referência. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 8 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Retificação é o nome dado ao processo de transformação de corrente alternada em corrente contínua. A retificação é utilizada nos equipamentos eletrônicos com a finalidade de permitir que equipamentos de corrente contínua sejam alimentados a partir da rede elétrica CA. A retificação de meia onda é um processo de transformação de CA em CC, que permite o aproveitamento de apenas um semiciclo da tensão de entrada na carga. � ������ ��� �� ��� �� � SEMI- CICLO 1 CICLO ENTRADA CIRCUITO RETIFICADOR DE MEIA ONDA TENSÃO PARA A CARGA O circuito retificador de meia onda com diodo é empregado em equipamentos que não exigem uma tensão contínuapura, como por exemplo, os carregadores de bateria. RETIFICAÇÃO DE MEIA ONDA COM DIODO SEMICONDUTOR As características de condução e bloqueio do diodo semicondutor podem ser utilizadas para obter uma retificação de meia onda a partir da corrente alternada da rede elétrica domiciliar. A figura mostra a configuração de um circuito retificador de meia onda com diodo. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 7 9 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 FUNCIONAMENTO Tomando-se como referência o circuito retificador de meia onda com diodo da próxima figura. R 2 CARGA a) Primeiro semiciclo Durante o primeiro semiciclo a tensão é positiva no ponto A, com relação ao ponto B. Esta polaridade de tensão de entrada coloca o diodo em condução, permitindo a circulação de corrente. A tensão sobre a carga assume a mesma forma da tensão de entrada. V ENT. V RL O valor de pico de tensão sobre a carga é menor que o valor de pico de tensão da entrada por que o diodo, durante a condução, apresenta uma pequena queda de tensão VD (0,7 para silício e 0,2 para germânio). DIODO V ENT + V V D V RL V ENT - V D ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 0 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Entretanto, na maioria dos casos, a queda de tensão do diodo pode ser desprezada por que o seu valor é muito pequeno em relação ao valor total do pico de tensão sobre a carga. A queda de tensão sobre o diodo deve ser considerada apenas quando o circuito retificador for aplicado a tensões pequenas (menores que 10 V). b) Segundo semiciclo Durante o segundo semiciclo a tensão de entrada é negativa no ponto A, com relação ao ponto B. Esta polaridade de tensão de entrada coloca o diodo em bloqueio, impedindo a circulação de corrente. Nesta condição toda a tensão de entrada é aplicada sobre o diodo que atua como interruptor aberto, e a tensão na carga é nula porque não há circulação de corrente. DIODO V ENT VD VRL Observa-se que para cada ciclo completo da tensão de entrada apenas um semiciclo passa para a carga, enquanto o outro semiciclo fica sobre o diodo. Os gráficos da próxima figura ilustram o que foi escrito. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 1 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 A forma de tensão encontrada na carga é denominada de tensão contínua pulsante. Contínua por que a corrente, quando flui, flui sempre no mesmo sentido o que é uma característica da tensão contínua e pulsante por que a circulação de corrente ocorre em forma de pulsos. V ENT V D - V D TENSÃO NA ENTRADA V D Condução 0,7 TENSÃO NO DIODO DE SILÍCIO Bloqueio - V D V RL 0V TENSÃO NA CARGA (V D - 0,7) 8 2 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 RETIFICAÇÃO DE MEIA ONDA COM TENSÃO DE SAÍDA NEGATIVA Dependendo da forma como o diodo está colocado no circuito retificador, pode-se obter uma tensão CC positiva ou negativa em relação ao terra. v cc TENSÃO DE SAIDA POSITIVA FORMA DE SAÍDA INVERTENDO O DIODO A POLARIDADE DE SAÍDA É INVERTIDA TENSÃO DE SAIDA NEGATIVA FORMA DE SAÍDA v cc ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 3 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 É um processo de conversão de corrente alternada em corrente contínua que faz um aproveitamento dos dois semiciclos da tensão de entrada. � ������ ��� � �� �� ����� ��� ��� �� ��� � ����� ���� � 1 CICLO ENTRADA CIRCUITO RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA TENSÃO PARA A CARGA O circuito retificador de onda completa é o mais empregado nos equipamentos eletrônicos porque realiza um melhor aproveitamento da energia aplicada a entrada. A retificação de onda completa com diodos semicondutores pode ser realizada de duas formas distintas: � empregando um transformador com derivação central e dois diodos. � empregando 4 diodos ligados em ponte. RETIFICAÇÃO DE ONDA COMPLETA COM DERIVAÇÃO CENTRAL Retificação de onda completa com derivação central é denominação técnica de circuito retificador de onda completa que emprega dois diodos e um trafo com derivação central. A próxima figura apresenta a configuração deste tipo de circuito retificador. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 4 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Este tipo de retificação também é chamado de retificação de onda completa “center tape” . A expressão “center tape” inglesa significa “derivação central”. FUNCIONAMENTO O princípio de funcionamento do circuito retificador de onda completa é facilmente compreendido, considerando-se cada um dos semiciclos da tensão de entrada isoladamente. a) Primeiro semiciclo Considerando-se o terminal central do secundário como referência vê-se a formação de duas polaridades opostas nos extremos das bobinas. ENTRADA SAÍDA D 1 D 2 “0V” (REFERÊNCIA) D 1 D 2 R 1 CARGA ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 5 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Nesta condição verifica-se que o diodo D1 é polarizado diretamente, conduzindo, enquanto o diodo D2 é polarizado inversamente, entrando em bloqueio. Substituindo os diodos por seus circuitos equivalentes ideais obtém-se a configuração apresentada na figura abaixo. A condição de condução de D1 permite a circulação de corrente através da carga do terminal positivo para o terminal de referência. A tensão aplicada a carga é a tensão existente entre o terminal central do secundário e o extremo superior do transformador. NEGATIVO EM RELAÇÃO AO POTENCIAL MAIS POSITIVO D 1 D 2 TENSÕES IGUAIS (INSTANTANEAMENTE) ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 6 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Durante todo o semiciclo analisado o diodo D1 permanece em condução e a tensão na carga acompanha a tensão da parte superior do secundário. b) Segundo semiciclo No segundo semiciclo da tensão de entrada ocorre uma inversão secundário do transformador. CONDUÇÃO BLOQUEIO Nesta condição o diodo D2 entra em condução e o diodo D1 em bloqueio. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 7 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 A corrente circula pela carga, passando através de D2 que está em condução, no mesmo sentido que circulou no primeiro semiciclo. A tensão aplicada à carga é a tensão da bobina inferior do secundário do transformador. Durante todo o semiciclo analisado o diodo D2 permanece em condução e a tensão na carga acompanha a tensão da parte inferior do secundário. TENSÕES IGUAIS (INSTANTANEAMENTE) ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... .............................................................................................. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 8 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Analisando um ciclo completo da tensão de entrada verifica-se que o circuito retificador entrega dois semiciclos de tensão sobre a carga: � um semiciclo do extremo superior do secundário até a condução de D1. � um semiciclo do extremo inferior do secundário até a condução de D2. RETIFICAÇÃO DE ONDA COMPLETA EM PONTE A retificação em ponte, com quatro diodos, entrega à carga uma onda, sem que seja necessário utilizar um transformador com derivação central. A figura a seguir apresenta a configuração da retificação de onda completa. Este tipo de retificação também é conhecido como retificação por PONTE. A retificação em ponte pode ser feita sem a necessidade de um transformador de entrada. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 8 9 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 FUNCIONAMENTO a) Primeiro semiciclo Considerando a tensão positiva no terminal de entrada superior. A condição de polarização dos diodos se apresenta: D1 - anodo positivo em relação ao catodo = Condução D2 - catodo positivo em relação ao anodo = Bloqueio D3 - catodo negativo em relação ao anodo = Condução D4 - anodo negativo em relação ao catodo =Bloqueio Substituindo-se os diodos pelos seus circuitos equivalentes ideais se obtém configuração apresentada na figura. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... 9 0 SENAI-PR 0010XA0106202 - ELETRÔNICA EMBARCADA 2 Eliminando-se os diodos em bloqueio, que não interferem no funcionamento do circuito, verifica-se que D1 e D3 em condução fecham o circuito elétrico, aplicando a tensão do primeiro semiciclo sobre a carga. Recolocando-se os diodos na forma de componente (eliminando os circuitos equivalentes) observa-se como a corrente flui no circuito no primeiro semiciclo. b) Segundo semiciclo No segundo ocorre a inversão da polaridade nos terminais do circuito. ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ...............................................
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